一种超重型特种集装箱公路运输半挂车

摘要

一种超重型特种集装箱公路运输半挂车，偶数个集装箱连接装置对称安装在所述车架结构左、右两侧，用于固定集装箱；载荷承载区位于车架结构上集装箱连接装置的内侧，通过多点均匀承载集装箱传递的载荷；所述的可拆卸的组合式车架结构包括4个半单元车架、2个横向连接架、2个纵向连接架、1个前连接架和1个后连接架；两个半单元车架固连在一个横向连接架的左右两侧，得到两个模块单元，两个纵向连接架沿车的纵向固连后，其前后两端分别连接一个模块单元，前连接架固连在一个模块单元的前端，后连接架固连在另一个模块单元的后端；分组平衡液压悬架将上述车架结构和轮组连接在一起，起支撑以及减振作用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种超重型特种集装箱公路运输半挂车。

背景技术

特种集装箱外形尺寸(长×宽×高)为：36.2m×6.4m×6.6m、运输质量为 85000kg。特种集装箱的结构参数、运输质量和运输接口参数远远超出GB/T 1413-2008《系列1集装箱分类、尺寸和额定质量》中最大外形尺寸为： 13.716m×2.438m×2.896m，最大质量为30480kg的相关规定，角件位置尺寸 也超出GB/T1835-2006《集装箱角件的技术条件》中最大角件跨距长×宽为： 13.509m×2.259m的规定。

因此，特种集装箱属于超大、超重型货物。并且，特种集装箱的运输距离 长，要求运输过程中行驶稳定性和平顺性高，运输可靠性和安全性要求高。现 有的集装箱公路运输车辆均针对标准集装箱进行设计，在运输承载能力、连接 固定方式、行驶稳定性、平顺性、安全性和可靠性方面均无法满足特种集装箱 的公路运输要求。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种超重型特种 集装箱公路运输半挂车。

本发明的技术解决方案是：一种超重型特种集装箱公路运输半挂车，包括 可拆卸的组合式车架结构、分组平衡液压悬架系统、偶数个集装箱连接装置和 载荷承载区；

偶数个集装箱连接装置对称安装在所述车架结构左、右两侧，用于固定集 装箱；载荷承载区位于车架结构上集装箱连接装置的内侧，通过多点均匀承载 集装箱传递的载荷；

所述的可拆卸的组合式车架结构包括4个半单元车架、2个横向连接架、2 个纵向连接架、1个前连接架和1个后连接架；两个半单元车架固连在一个横 向连接架的左右两侧，得到两个模块单元，两个纵向连接架沿车的纵向固连后， 其前后两端分别连接一个模块单元，前连接架固连在一个模块单元的前端，后 连接架固连在另一个模块单元的后端；

分组平衡液压悬架系统包括与轮组对应数量的液压悬架以及液压管路；液 压悬架安装在轮组上，半挂车的前轮组上的液压悬架与半挂车鹅颈主油缸通过 液压管路串联成一个环路，后轮组中的两侧轮组上的液压悬架分别通过液压管 路串联；分组平衡液压悬架将上述车架结构和轮组连接在一起，起支撑以及减 振作用；

所述的纵向为半挂车的行驶方向。

所述的集装箱连接装置采用可自由调节的集装箱锁止机构，具体包括锁芯、 套筒组件、止动锁芯、横向销轴、调节锁紧螺母、手柄；

锁芯包括锁芯头和圆柱部分，圆柱部分穿过套筒组件，由调节锁紧螺母结 合锁芯头限制锁芯的轴向运动；套筒组件通过横向销轴固定在组合式车架结构 上；集装箱下方底座上设置对应的集装箱角件，安装集装箱时，集装箱角件穿 过锁芯头，通过手柄使锁芯在套筒组件内旋转90度，通过止动锁芯限制锁芯 旋转，完成集装箱连接。

还包括调节垫片，所述的调节垫片安装在横向销轴上，用于调整锁芯的纵 向位置。

所述前连接架、后连接架、纵向连接架以及模块单元均为横梁、纵梁加支 耳的结构形式；其中，模块单元与纵向连接架、前连接架以及后连接架的连接 方式具体为：模块单元的横梁与对应连接架的横梁利用定位销定位后采用螺栓 固连，模块单元的支耳与对应连接架的支耳通过销轴铰接。

本发明与现有技术相比有益效果为：

超重型特种集装箱公路运输半挂车通过综合采用高刚度组合式大型车架结 构、集装箱多点承载和连接固定装置、高可靠性分组平衡液压悬架等技术，具 有行驶稳定性好、承载能力高、对路面适应性强等优点，实现了超重型特种集 装箱远距离、平稳、快速公路运输，并具有较高的运输可靠性和安全性。具体：

1、车架采用组合式可拆卸结构，连接可靠便捷，不仅具有较好的制造工艺 性，并可满足公路和铁路运输要求。

2、集装箱与车架通过多点连接和载荷传递，避免了载荷集中、局部超载， 确保集装箱与运输车连接可靠，载荷均匀传递。

3、半挂车采用宽轮距设计，提高车辆的行驶稳定性。

4、悬架系统的蓄能器与悬架油缸共同作用，起到较好的缓冲和减振作用， 通过分组平衡液压悬架技术，使半挂车具有较好的行驶平顺性和道路适应性。

5、采用悬架双管路安全结构，可以避免液压管路破损引或漏油起的悬架失 效故障，提高车辆行驶安全性和可靠性。

附图说明

图1为本发明超重型特种集装箱公路运输半挂车结构简图；

图2a为本发明车架结构俯视图，图2b-2f分别为前连接架、半单元车架、 横向连接架、纵向连接架和后连接架俯视图；

图3为本发明车架组合连接示意图；

图4为本发明车架与集装箱的连接装置和载荷传递区布置示意图；

图5为本发明集装箱连接装置结构示意图；

图6为本发明半挂车轮组悬架联接型式；

图7为本发明悬架双管路安全结构。

具体实施方式

下面结合附图及实例对本发明作详细说明。如图1所示，一种超重型特种 集装箱公路运输半挂车，包括可拆卸的组合式车架结构、分组平衡液压悬架系 统、偶数个集装箱连接装置和载荷承载区；文件中的纵向为半挂车的行驶方向。

1.可拆卸的组合式车架结构

车架尺寸(长×宽)为：36.2m×6.4m，为了便于车辆自身的制造加工并满 足公路和铁路运输要求，车架采用分段加工、组合拼接的方式。为了最大限度 保持车辆整体结构的完整性，将车架分为10部分，满足运输的要求。车架由4 个半单元模块车架、2个横向连接架、2个纵向连接架、1个前连接架、1个后 连接架以及连接部件等组成，见图2。各部分之间的连接方式如下：

两个半单元车架固连在一个横向连接架的左右两侧，得到两个模块单元， 两个纵向连接架沿车的纵向固连后，其前后两端分别连接一个模块单元，前连 接架固连在一个模块单元的前端，后连接架固连在另一个模块单元的后端；具 体模块单元与纵向连接架、前连接架以及后连接架的连接方式具体为：模块单 元的横梁与对应连接架的横梁利用定位销10定位后采用螺栓6固连，螺栓6 的螺纹端依次安装垫片7、螺母8和锁紧螺母9，由锁紧螺母9锁紧，模块单 元的支耳13与对应连接架的支耳通过销轴12铰接，销轴12通过开口销11轴 向固定。

例如，半单元车架与横向连接架组成的模块单元的前、后两端均设置连接 支耳，前连接架后端对应设置连接支耳；模块单元与前连接架的连接支耳通过 销轴横向连接，两部分结构可围绕销轴中心上下摆动，可调节两部分结构纵向 对接面的间隙，见图3。前连接架与模块单元的纵向可通过定位销精确定位后， 再由连接螺栓固定连接，见图3。在前连接架与模块单元的纵向连接面处，安 装调节垫板，通过调整垫板的厚度，可调整车架上平面的平面度，保证22m长 的中间连接架无下挠变形。车架其他部分之间采用螺栓连接方式。

2.车架与集装箱采用多点连接和载荷传递方式

由于特种集装箱底面尺寸长×宽为36.2m×6.4m，尺寸远大于标准集装箱， 为了保证集装箱连接可靠、车架受力均匀，在车架的前后位置分别设置8个集 装箱连接装置和8个载荷承载区，其中集装箱连接装置位于车架左、右两侧， 载荷承载区位于位于车架结构上集装箱连接装置的内侧。通过多点均匀承载集 装箱传递的载荷，避免了载荷集中、局部超载，连接装置和载荷承载区在车架 上的布置见图4。图4中的A区为集装箱连接装置位置，B区为载荷承载区， 一般可采用在B区焊接钢板的方式实现载荷传递。

集装箱连接装置采用可自由调节的集装箱锁止机构，实现与集装箱的快速、 可靠连接。集装箱锁止机构由锁芯14、套筒组件15、止动锁芯16、调节垫片 17、横向销轴18、调节及锁紧螺母19、手柄20等组成，见图5。

锁芯14包括锁芯头和圆柱部分，锁芯圆柱部分安装在套筒组件15垂直销 孔中，根据集装箱角件高度，锁芯可上下调节，调节高度为20mm；锁芯可进 行圆周回转，以便锁定或装卸集装箱；调节锁紧螺母19结合锁芯头限制锁芯 的轴向运动；套筒组件15通过横向销轴18固定在组合式车架结构上；集装箱 下方底座上设置对应的集装箱角件，安装集装箱时，集装箱角件穿过锁芯头， 通过手柄20使锁芯在套筒组件15内旋转90度，通过止动锁芯16限制锁芯旋 转，防止集装箱与车辆脱离；通过调节垫片17，锁芯可纵向调整，转锁调整范 围为±15mm。

3.车架地高度、宽轮距布置方式

特种集装箱宽度为6.4m、高度为6.6m、质量为85000kg，为了降低车辆 装载集装箱的合成质心高度，提高车辆的行驶稳定性，采用5.32m宽轮距及 6.4m宽体车架结构，并且采用1.08m低高度车架布置，车辆满载高度为7.68m， 见图1。

4.分组平衡液压悬架系统

1)布置型式

半挂车采用液压悬架(液压油缸和蓄能器)以及液压管路组成的分组平衡 悬架系统，每一个液压油缸均设置一个蓄能器。液压油缸(亦称悬架油缸)根 据负载的变化自动调整伸缩量，液压油缸承载均匀，蓄能器与液压油缸共同作 用，起到较好的缓冲和减振作用，具有较好的行驶平顺性和道路适应性。

为了均匀分配半挂车各悬挂载荷和保证承载平面的稳定可靠，将分组平 衡液压悬架系统油路分为三个回路，使悬架系统的支撑方式形成具有稳定结构 的三角形，称为三点支撑，见图6。将各个回路车轮反力的合力在稳定面上的 作用点相连，形成稳定的三角形结构，车辆重心在稳定三角形内，保持半挂车 行驶稳定性。液压油缸串通方式如下：

a)前轮组车桥的液压油缸与鹅颈主油缸串通，形成环形(前支承)；

b)后轮组车桥的左侧液压油缸串通(左支承)；

c)后轮组车桥的右侧液压油缸串通(右支承)。

该种串通方式对于车身较长，抗横向摆动能力要求较高的车辆是一种行之 有效的方法。由于在同一个支承中的油缸是串通的，当其中一个车桥在行驶中 遇到障碍而载荷增加时，由于该桥和其它桥的油缸是串通的，油缸内随之增加 的压力立即在串通的液压油缸中传递，使串通的几个桥来共同分担该桥增加的 载荷，从而避免了车辆行驶中某一桥所受载荷严重超载的现象。

同组支撑点的液压油缸互相连接，在车辆运行时形成一个封闭的液压系统， 使车辆在不平路面或爬坡时，液压油缸根据负载的变化自动调整伸缩量，保证 同一支点组的每一个液压油缸均匀承载。

2)悬架双管路安全结构

液压油缸管路接口和车架上的管路需通过软管连接，转向和悬架高度调节 过程中，该段软管频繁弯曲变形，长时间使用会出现老化、破裂等损坏情况。 半挂车悬架系统采用分组平衡方式，因此只要一个悬架油缸的软管破裂，其所 在分组的悬架油缸将同时失压，此分组的悬架高度会突然降低，半挂车会出现 侧翻现象，严重影响特种集装箱的运输安全。

为了解决上述问题隐患，在每个悬架油缸管路中采用悬架双管路安全结构， 包括：悬架油缸、软管、防爆安全阀、截止阀等。悬架油缸和车架上的管路之 间设置2个防爆安全阀，防爆安全阀之间通过两根软管连接。其中，防爆安全 阀采用梭阀结构，见图7。截止阀的作用当出现故障时，或者检修时，断开液 压油缸管路接口和车架上的管路之间的连接。

当两根管路都正常工作时，两个防爆安全阀至少可以保证其中一根软管是 连通的。当该悬架的一根软管发生破损后，这根软管内的压力会迅速降低，由 于防爆安全阀的作用，可迅速切断破损管路，防止油液进一步泄漏，另一根软 管仍可以正常工作，见图7。

通过采用悬架双管路安全结构，可以自动封闭受损的管路，解决液压管路 破损引起的漏油导致的悬架失效问题，提高车辆行驶安全性和可靠性。

本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。